CN112367006B - 直流电机故障识别方法、装置及清洁设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电机故障识别方法，包括：在用以控制直流电机运转的PWM波形信号的间隙插入预设的控制信号；检测插入所述控制信号后的直流电机内电流的波形并判定：当所述直流电机内电流的波形相对插入所述控制信号前发生变化的，认定为直流电机未出现故障，否则认为出现故障。通过对输入电机内PWM波形的间隙内插入波形，再检测电流强度波形变化情况，从而判定直流电机是否处于卡死的故障状态，从而可以快速判定直流电机的状态，大大提高了识别效率，从而方便用户识别电机故障，提高了直流电机的使用寿命。

Description

直流电机故障识别方法、装置及清洁设备
技术领域
本发明涉及清洁设备领域，特别指一种电机故障识别方法、装置及清洁设备。
背景技术
目前，随着扫地机器人的应用广泛，在复杂的家居或商业环境中，边轮、边刷、滚刷被电话线、插座电线、网线等缠绕时，会卡住扫地机器人的边轮、边刷和滚刷。而目前扫地机器人大多使用直流电机，通过PWM波形调节电压的方式调节电机转速，电压越高，转速越快，电压越低转速越慢。然而直流电机在卡死状态下，电机内电流会陡然增大，很容易降低电机的性能，从而烧坏电机。
而当电机卡死时候，电机电流比较大为1A, 但当电机在负载状态下运行时的电流也是1A。当电压变大时，卡死电流和带负载电流也会同步变大与变小，这就造成电机在负载状态下与卡死状态下采用检测电流的方式是无法区分两种状态的。
因此，有必要提出一种直流电机故障识别方法，用以解决上述问题。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能够精确识别直流电机故障的方法。
技术方案：一种直流电机故障识别方法，包括：
在用以控制直流电机运转的PWM波形信号的间隙插入预设的控制信号；
检测插入所述控制信号后的直流电机内电流的波形并判定：
当所述直流电机内电流的波形相对插入所述控制信号前发生变化的，认定为直流电机未出现故障，否则认为出现故障。
进一步地，所述控制信号为占空比大于等于80%的波形信号。
进一步地，所述控制信号为占空比大于等于95%的波形信号。
一种直流电机故障识别装置，包括：
脉冲宽度调制单元，根据规定的输入产生用于驱动直流电机的PWM波形信号，所述直流电机根据PWM波形信号的输入执行运转；
检测单元，用以检测所述直流电机内电流强度；
控制单元，用以根据指令控制所述脉冲宽度调制单元在所述PWM波形信号的间隙插入预设的控制信号，并根据插入预设的控制信号后所述检测单元所检测到的电流强度形成的波形是否出现变化，判定所述直流电机是否出现故障。
进一步地，所述预设的控制信号为占空比大于等于80%的波形信号。
进一步地，所述预设的控制信号为占空比大于等于95%的波形信号。
进一步地，所述控制单元用以判定当插入预设的控制信号后所述电流强度的波形相对插入所述控制信号前发生变化的，认定为电机未出现故障，否则认为出现故障。
一种清洁设备，包括：如前述中任一项所述的电机故障识别装置。
有益效果：本发明电机故障识别方法，通过对输入电机内PWM波形的间隙内插入波形，再检测电流强度波形变化情况，从而判定直流电机是否处于卡死的故障状态，从而可以快速判定直流电机的状态，大大提高了识别效率，从而方便用户识别电机故障，提高了直流电机的使用寿命。
附图说明
附图1为本发明电机故障识别方法的一个实施例的流程示意图；
附图2为图1所示电机故障识别方法的正常状态下直流电机内电流波形图；
附图3为图1所示电机故障识别方法的故障状态下直流电机内电流波形图；
附图4为本发明电机故障识别装置的电路原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”、“左”、“右”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
实施例1：
参见图1所示的本发明电机故障识别方法的实施例1，包括以下步骤:
S10：在用以控制直流电机运转的PWM波形信号的间隙插入预设的控制信号，所述控制信号为占空比大于等于80%的波形信号，在本实施例中，所述控制信号为占空比等于80%的波形信号；
S20：检测插入所述控制信号后的直流电机内电流的波形并判定：
当所述直流电机内电流的波形相对插入所述控制信号前发生变化的，认定为直流电机未出现故障，否则认为出现故障。
通过对输入电机内PWM波形的间隙内插入波形，再检测电流强度波形变化情况，从而判定直流电机是否处于卡死的故障状态，从而可以快速判定直流电机的状态，大大提高了识别效率，从而方便用户识别电机故障，提高了直流电机的使用寿命。
具体地，若直流电机未处于卡死故障状态下，在插入波形后直流电机内的电流应体现为正常的波形图叠加插入波形后的波形图，若直流处于卡死故障状态下，则插入波形后直流电机内的电流应一直处于高位状态。
实施例2：
区别于实施例1的是：步骤S10中，所述控制信号为占空比等于95%的波形信号。在本实施中，占空比等于95%的波形信号将直流电机的电压升到接近极限状态，使得直流电机并不会处于极限状态，对直流电机的寿命影响不大，而且可以保证未卡死状态下直流电机内电流波形与卡死故障状态下直流电机内电流波形的足够不同，方便辨识。
本实施例其他特征同实施例1。
实施例3：
区别于实施例1的是：步骤S10中，所述控制信号为占空比等于100%的波形信号。在本实施中，占空比等于100%的波形信号将直流电机的电压升到极限状态，不管输入的PWM波形如何变化，如若直流电机未处于卡死故障状态下，则直流电机内电流波形则必然与卡死故障状态不同，完全杜绝了误判的可能。
本实施例其他特征同实施例1。
实施例4：
区别于实施例1的是：步骤S10中，所述控制信号为占空比等于90%的波形信号。当直流电机属于正常运行状态时，直流电机内电流波形如图2所示，当直流电机处于卡死故障状态下，则直流电机内电流波形如图3所示。
本实施例其他特征同实施例1。
实施例5：
本发明还提供一种直流电机故障识别装置，参见图2所示实施例4，包括：
脉冲宽度调制单元2，根据规定的输入产生用于驱动直流电机1的PWM波形信号，所述直流电机1根据PWM波形信号的输入执行运转；
检测单元4，用以检测所述直流电机1内电流强度；
控制单元3，用以根据指令控制所述脉冲宽度调制单元2在所述PWM波形信号的间隙插入预设的控制信号，并根据插入预设的控制信号后所述检测单元4所检测到的电流强度形成的波形是否出现变化，判定所述直流电机1是否出现故障。
所述控制单元3判定：当插入预设的控制信号后所述电流强度的波形相对插入所述控制信号前发生变化的，认定为电机1未出现故障，否则认为出现故障。
在本实施例中，所述控制信号为占空比等于80%的波形信号。
通过上述方案，在原有的直流电机套件上设置控制单元3，对输入电机1内PWM波形的间隙内插入波形，再检测电流强度波形变化情况，从而判定直流电机是否处于卡死的故障状态，从而可以快速判定直流电机的状态，大大提高了识别效率，从而方便用户识别电机故障，提高了直流电机的使用寿命。
实施例6：
在本实施例中，区别于实施例4的是，所述预设的控制信号为占空比等于95%的波形信号。
本实施例其他特征同实施例5。
实施例7：
在本实施例中，区别于实施例5的是，所述预设的控制信号为占空比等于100%的波形信号。
本实施例其他特征同实施例5。
实施例8：
本发明还提供一种清洁设备，包括：如前述实施例5-7中任一实施例所述的电机故障识别装置。
需要说明的是，以上在本发明中涉及“模块”、“单元”等的描述可以为物理单元，也可以为逻辑单元，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的固定形式。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种直流电机故障识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
在用以控制直流电机运转的PWM波形信号的间隙插入预设的控制信号, 所述控制信号为占空比大于等于80%的波形信号；
检测插入所述控制信号后的直流电机内电流的波形并判定：
当所述直流电机内电流的波形相对插入所述控制信号前发生变化的，认定为直流电机未出现故障，否则认为出现故障。
2.根据权利要求1所述的直流电机故障识别方法，其特征在于：所述控制信号为占空比大于等于95%的波形信号。
3.一种直流电机故障识别装置，其特征在于，包括：
脉冲宽度调制单元，根据规定的输入产生用于驱动直流电机的PWM波形信号,直流电机根据PWM波形信号的输入执行运转；
检测单元，用以检测所述直流电机内电流强度；
控制单元，用以根据指令控制所述脉冲宽度调制单元在所述PWM波形信号的间隙插入预设的控制信号，所述预设的控制信号为占空比大于等于80%的波形信号,并根据插入预设的控制信号后所述检测单元所检测到的电流强度形成的波形是否出现变化，判定所述直流电机是否出现故障。
4.根据权利要求3所述的直流电机故障识别装置，其特征在于：所述预设的控制信号为占空比大于等于95%的波形信号。
5.根据权利要求3所述的直流电机故障识别装置，其特征在于：所述控制单元用以判定当插入预设的控制信号后所述电流强度的波形相对插入所述控制信号前发生变化的，认定为电机未出现故障，否则认为出现故障。
6.一种清洁设备，其特征在于，包括：如权利要求3-5中任一项所述的电机故障识别装置。
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